萬(wàn)能式斷路器除了本身具有高分?jǐn)嗄芰Α⒏叨虝r(shí)耐受性能及良好的操作性能外,還必須裝配性能優(yōu)越的控制器。基于微處理器的智能控制器具有多種檢測(cè)和通信功能, 利用總線功能實(shí)現(xiàn)電力質(zhì)量監(jiān)控是一種經(jīng)濟(jì)有效的方案。由于基于Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行單元被大量開(kāi)發(fā)和應(yīng)用, 因此針對(duì)原有萬(wàn)能式斷路器的控制器系統(tǒng)進(jìn)行改造,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn),保留原有系統(tǒng)的投資, 設(shè)計(jì)了一種具有PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線接口的新型控制系統(tǒng)。

1 Profibus-DP 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的構(gòu)成

Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)由主站和從站構(gòu)成,主站具有總線存取控制權(quán),從站是被動(dòng)的站,沒(méi)有總線存取權(quán)。主站分為一類(lèi)、二類(lèi)。一類(lèi)主站包括PLC、PC 等, 完成循環(huán)的總線通訊控制和管理。

二類(lèi)主站指操作員工作站(如PC 機(jī)加圖形監(jiān)控軟件)、編程器、組態(tài)設(shè)備,完成非循環(huán)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)、系統(tǒng)配置、故障診斷、調(diào)試等。從站是進(jìn)行輸入輸出信息采集和發(fā)送的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、包括輸入輸出I/O 設(shè)備、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行器等。總線系統(tǒng)根據(jù)主站設(shè)置的個(gè)數(shù)可以分為多主站系統(tǒng)和單主站總線系統(tǒng)。

2從站總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

智能控制器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能包括:溫度采集、處理控制、現(xiàn)場(chǎng)通信等,能單獨(dú)完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制等功能,也可與多個(gè)從站和主站一起構(gòu)建一個(gè)大系統(tǒng),完成整體的測(cè)量控制任務(wù)。智能控制器由微處理器、信號(hào)采集電路、電源、鍵盤(pán)和液晶顯示電路、時(shí)鐘溫度檢測(cè)電路、執(zhí)行電路以及Profibus-DP 總線接口電路等部分組成,組成框圖如圖1 所示。

2.1 信號(hào)采集系統(tǒng)

本設(shè)計(jì)需要采集的信號(hào)是三路線電壓和四路相電流信號(hào),所需的電壓和電流信號(hào)都是經(jīng)過(guò)互感器形成的二次側(cè)感應(yīng)電壓, 經(jīng)濾波隔離放大之后形成適合A/D 轉(zhuǎn)換的電壓范圍在3V以?xún)?nèi)。由于LPC2114 本身具有A/D 轉(zhuǎn)換器,所以只需要接入一個(gè)多路選擇開(kāi)關(guān),即可完成對(duì)多路信號(hào)的采集,因此選用了單八路模擬開(kāi)關(guān)CD4051。